钐

钐为银白色金属，熔点1077°C，沸点1791°C，密度7.52克/厘米³，是稀土元素中最易挥发的元素之一。天然存在的同位素有144Sm、147Sm~150Sm、152Sm和154Sm。似铁一样硬。在空气中很快变暗，加热到150℃即着火，燃烧生成氧化物。钐在空气中比较稳定，在化合物中主要以三价氧化态存在。钐具有很高的热中子俘获截面，可作核反应控制棒和中子吸收材料;钐钴合金具有高剩磁、高矫顽力和最大磁能积等性能，广泛用于行波管、高频管和各种微波设备等方面。

中文名：钐

英文名：Samarium

元素符号：Sm

原子序数：62

相对原子质量：(12C=12.0000)：150.36

熔点：(℃):1072

沸点：(℃):1791

密度：(g/cc，300K):7.52

状态：银色稀土金属

EINECS：231-128-7

CAS：7440-19-9

1、元素历程

钐

钐是稀土金属中的一种。稀土是历史遗留的名称，从18世纪末叶开始被陆续发现。当时人们惯于把不溶于水的固体氧化物称作土，例如把氧化铝叫做陶土，氧化镁叫苦土。稀土是以氧化物状态分离出来，很稀少，因而得名稀土，稀土元素的原子序数是21(Sc)、39(Y)、57(La)至71(Lu)。它们的化学性质很相似，这是由于核外电子结构特点所决定的。它们一般均生成三价化合物。钪的化学性质与其它稀土差别明显，一般稀土矿物中不含钪。钷是从铀反应堆裂变产物中获得，放射性元素147Pm半衰期2.7年。过去认为钷在自然界中不存在，直到1965年，荷兰的一个磷酸盐工厂在处理磷灰石中，才发现了钷的痕量成分。因此，中国1968年将钷划入64种有色金属之外。1787年瑞典人阿累尼斯(C.A.Arrhenius)在斯德哥尔摩(Stockholm)附近的伊特比(Ytterby)小镇上寻得了一块不寻常的黑色矿石，1794年芬兰化学家加多林(J.Gadolin)研究了这种矿石，从其中分离出一种新物质，三年后(1797年)，瑞典人爱克伯格(A.G.Ekeberg)证实了这一发现，并以发现地名给新的物质命名为Ytteia(钇土)。后来为了纪念加多林，称这种矿石为Gadolinite(加多林矿，即硅铍钇矿)。

1803年德国化学家克拉普罗兹(M.H.Klaproth)和瑞典化学家柏齐力阿斯(J.J.Berzelius)及希生格尔(W.Hisinger)同时分别从另一矿石(铈硅矿)中发现了另一种新的物质---铈土(Ceria)。1839年瑞典人莫桑得尔(C.G.Mosander)发现了镧和镨钕混合物(didymium)。1885年奥地利人威斯巴克(A.V.Welsbach)从莫桑得尔认为是“新元素”的镨钕混合物中发现了镨和钕。1879年法国人布瓦普德朗(L.D.Boisbauder)发现了钐

2、矿藏分布

分布于印度和巴西的河沙及佛罗里达海滨河沙中，与其他稀土元素共存于独居石砂里。钐亦存在于氟碳铈矿中，而氟碳铈矿则大多分布于南加利福利亚。

3、元素制备

钐

用离子交换法从其他稀土元素中分离制得，也可由氧化钐用钡或镧还原制得。

氧化钐的还原蒸馏法

还原-蒸馏法的优点是直接用稀土氧化物为原料,还原和蒸馏过程同时进行,从而简化了工序。所得金属产品纯度较高。此外,还原蒸馏产生的渣也是稀土氧化物,可以回收利用。因为钐具有高蒸气压,而还原剂镧的蒸气压低。

La:1754℃时,蒸气压为1.33Pa,2217℃时,蒸气压为133.32Pa

Sm:722℃时,蒸气压为1.33Pa,964℃时,蒸气压为133.32Pa

因此可采用氧化物的镧还原蒸馏法制取金属钐:

2La(l)+Sm2O3(s)1600La2O3(s)+2Sm(g)

反应中产生的Sm可通过挥发从反应器中移去,故可促使该反应进行完全。

储存条件

储存在阴凉、干燥的地方。远离火源,确保工作间有良好的通气和排气装置。

4、物化性质

化学性质

钐

在干燥空气中相当稳定，在潮湿空气中表面生成氧化物膜。若按照规格使用和储存则不会分解。避免与酸、氧化物、潮湿的水分接触。溶于酸，不溶于水。易与非金属元素化合。细粉状能自燃。以三价钐盐的形式存在于自然界中。可用作中子吸收剂、光电器材和制造合金等

物理性质

状态:银色稀土金属。

熔点(℃):1072

沸点(℃):1791

密度(g/cc，300K):7.52

比热/J/gK:0.2

蒸发热/KJ/mol:166.4

熔化热/KJ/mol:8.63

导电率/106/cm:0.00956

导热系数/W/cmK:0.133

5、特性

钐

稀土金属的光泽介于银和铁之间。杂质含量对它们的性质影响很大，因而载于文献中物理性质常有明显差异。镧在6°K时是超导体。大多数稀土金属呈现顺磁性，钆在0℃时比铁具有更强的铁磁性。铽、镝、钬、铒等在低温下也呈现铁磁性。镧、铈的低熔点和钐、铕、镱的高蒸气压表现出稀土金属的物理性质有极大差异。钐、铕、钆的热中子吸收截面比广泛用于核反应堆控制材料的镉、硼还大。稀土金属具有可塑性，以钐和意为最好。除镱外，钇组稀土较铈组稀土具有更高的硬度。稀土金属的化学活性很强。当和氧作用时，生成稳定性很高的R2O3型氧化物(R表示稀土金属)。铈、镨、铽还生成CeO2、Pr6O11、TbO2型氧化物。

它们的标准生成热和标准*焓负值比钙、铝、镁氧化物的值还大。稀土氧化物的熔点在2000℃以上，铕的原子半径最大，性质最活泼，在室温下暴露于空气中立即失去光泽，很快氧化成粉末。镧、铈、镨、钕也易于氧化，在表面生成氧化物薄膜。金属钇、钆、镥的抗腐蚀性强，能较长时间地保持其金属光泽。稀土金属能以不同速率与水反应。铕与冷水剧烈反应释放出氢。铈组稀土金属在室温下与水反应缓慢，温度增高则反应加快。钇组稀土金属则较为稳定。稀土金属在高温下与卤素反应生成+2、+3、+4价的卤化物。无水卤化物吸水性很强，很容易水解生成ROX(X表示卤素)型卤氧化合物。稀土金属还能和硼、碳、硫、氢、氮反应生成相应的化合物。

6、用途

钐

主要化合物有一氧化钐、三氧化二钐、一硫化钐、二(三)氟化钐、二(三)氯化儿和钐盐等。用于制造永久磁铁、碳弧灯、红外线(吸收)玻璃和反应堆中子吸收剂。掺钐的氧化钙晶体可用作激光材料。其氧化物用作乙醇脱水、脱氢的催化剂。

1、钐钴磁体是最早得到工业应用的稀土磁体。这种永磁体有SmCo5系和Sm2Co17系两类。70年代前期发明了SmCo5系，后期发明了Sm2Co17系。现在是以后者的需求为主。钐钴磁体所用的氧化钐的纯度不需太高，从成本方面考虑，主要使用95%左右的产品。钐钴合金具有高剩磁、高矫顽力和最大磁能积等性能，广泛用于行波管、高频管和各种微波设备等方面。

2、氧化钐还用于陶瓷电容器和催化剂方面。

3、钐还具有核性质，可用作原子能反应堆的结构材料，屏敝材料和控制材料，使核裂变产生巨大的能量得以安全利用。钐具有很高的热中子俘获截面，可作核反应控制棒和中子吸收

7、安全信息

风险术语

R11高度易燃。

R15遇水释放极易燃烧的气体。

R33有累积效应的危险品。

安全术语

S16远离火源。

S30切勿将水加入该产品中。

S33采取措施，预防静电发生。